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Die Erfindung betrifft eine Hochvoltbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug, aufweisend ein Batteriegehäuse und in dem Batteriegehäuse angeordnete Batteriemodule, die jeweils miteinander kombinierte Batterieanordnungen aufweisen, die jeweils miteinander kombinierte Batteriezellen aufweisen, wobei wenigstens zwei in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordneten Batterieanordnungen beabstandet zueinander und zu dem Batteriegehäuse angeordnet sind.
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Eine Hochvoltbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs kann unter anderem zum Versorgen von elektrischen Antriebseinrichtungen des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie verwendet werden. Eine solche Hochvoltbatterie weist üblicherweise mehrere elektrisch miteinander verschaltete Batteriemodule auf. Jedes Batteriemodul weist ein Modulgehäuse und mehrere in dem Modulgehäuse angeordnete, elektrisch miteinander verschaltete Batteriezellen auf. Eine Hochvoltbatterie muss verschiedenen Sicherheitsanforderungen genügen, um möglichst zuverlässig zu verhindern, dass es im Falle eines Unfalls mit mechanischer Lasteinwirkung auf die Hochvoltbatterie und damit einhergehender zumindest teilweiser Zerstörung und/oder Verformung der Hochvoltbatterie nicht zu einem elektrischen Kontakt zwischen Batteriemodulen und anderen elektrisch leitfähigen Bauteilen des Kraftfahrzeugs kommt.
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Ein wichtiger Verkaufsaspekt von elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugen ist deren Reichweite. Einen wesentlichen Beitrag zur Reichweite eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs liefert die elektrische Speicherkapazität der Hochvoltbatterie, die mit ansteigendem Batterievolumen ansteigt.
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Eine Hochvoltbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs sollte möglichst keinen Kräften bzw. Lasten ausgesetzt werden, die bei einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem anderen Objekt entstehen können. Hierzu ist es bekannt, eine Hochvoltbatterie in einem mittleren Bodenbereich eines Kraftfahrzeugs anzuordnen, um den Abstand zwischen der Hochvoltbatterie und einem kollidierenden Objekt möglichst groß zu halten. Alternativ oder additiv können Fahrzeugbauteile mit einer höheren Festigkeit verbaut werden, um das Eindringen eines kollidierenden Objekts in das Kraftfahrzeug zu begrenzen. Eine Erhöhung der Festigkeit von Fahrzeugbauteilen geht jedoch in der Regel mit einer Erhöhung des Fahrzeuggewichts einher. Leichtgewichtigere Technologien sind hingegen sehr kostenintensiv. Insbesondere größere Kraftfahrzeuge, wie etwa Kleintransporter, weisen wegen einer großen Dimensionierung der verbauten Hochvoltbatterie meist nur einen relativ kleinen stauchbaren Abschnitt zur Absorption von Lasten bei einer seitlichen Kollision auf.
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Die
DE 10 2009 040 598 A1 offenbart ein Batteriemodul für ein zumindest teilweise mit elektrischer Energie betreibbares Fahrzeug. Das Batteriemodul weist mehrere Batteriepacks mit jeweils mehreren Einzelzellen auf und ist im Wesentlichen in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet. Das Batteriemodul weist mindestens ein Aufprallenergie absorbierendes Element auf, das am und/oder im Gehäuse angeordnet ist. Mindestens ein zusätzliches die Aufprallenergie absorbierendes Element ist zwischen den und/oder um die Batteriepacks angeordnet.
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Die
US 2012/0261206 A1 offenbart einen Batterieblock zur Verwendung in Fahrzeugen, der ein stoßabsorbierendes Element zum Absorbieren einer Aufprallkraft aufweist, ohne die Gesamtgröße des Batteriemoduls zu erhöhen. Der Batterieblock weist einen Aufnahmeabschnitt auf, der eine Vielzahl von Zellen aufnimmt, die als Sekundärbatterien dienen. Ein Abgasauslass, der einem Raum aufweist, der einen von mindestens einer der Zellen erzeugten Gasfluss zulässt, weist ein stoßabsorbierendes Element auf, das sich bei einem Aufprall verformt, um den Raum des Auslasskanals zu reduzieren und Aufprallenergie zu absorbieren.
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Die
US 9 412 984 B2 offenbart eine Kraftfahrzeugbatterie mit mindestens einem Batteriemodul mit einer Mehrzahl von Batteriezellen, die von Batteriemodulwänden des Batteriemoduls begrenzt sind. Zwei gegenüberliegende Batteriemodulwände des Batteriemoduls befinden sich zwischen Wänden eines Batteriegehäuses oder Wänden einer Karosseriestruktur. Deformationselemente befestigen die Batteriemodulwände des jeweiligen Batteriemoduls mittelbar an Wänden des Batteriegehäuses oder der Karosseriestruktur und der jeweiligen Wand des Batteriegehäuses oder der Karosseriestruktur.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leichtgewichtigere und kostengünstig herstellbare Hochvoltbatterie für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug bereitzustellen, die seitlich auf das Kraftfahrzeug einwirkende Kollisionskräfte besser absorbieren kann.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Hochvoltbatterie mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, bei der die in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordneten Batterieanordnungen in Fahrzeugquerrichtung schwimmend in dem Batteriegehäuse angeordnet sind und zwischen paarweise in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordneten Batterieanordnungen und zwischen in Fahrzeugquerrichtung außenliegenden Batterieanordnungen und entweder dem Batteriegehäuse oder an dem Batteriegehäuse angeordneten Längsträgern jeweils wenigstens ein elastisch und/oder plastisch verformbares Stützelement angeordnet ist, über die die Batterieanordnungen in Fahrzeugquerrichtung aneinander bzw. an dem Batteriegehäuse bzw. an den Längsträgern abgestützt sind.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Erfindungsgemäß stützen sich die Batterieanordnungen eines Batteriemoduls über die Stützelemente in Fahrzeugquerrichtung unmittelbar aneinander bzw. unmittelbar an dem Batteriegehäuse bzw. an den an dem Batteriegehäuse angeordneten Längsträgern ab. Bei einer seitlichen Einwirkung von Kollisionskräften, also in Fahrzeugquerrichtung wirkenden Kräften, bestimmter Größenordnung auf die Hochvoltbatterie kommt es zunächst zu einer Verformung eines seitlichen Gehäuseabschnitts des Batteriegehäuses bzw. des damit verbundenen Längsträgers, ohne dass die Batterieanordnungen seitlich innerhalb des Batteriegehäuses verlagert werden. Dabei werden Kräfte von dem Gehäuseabschnitt auf das damit in Kontakt stehende Stützelement und von diesem wiederum auf die mit dem Stützelement in Kontakt stehende, in Fahrzeugquerrichtung außenliegende Batterieanordnung übertragen. Von dieser Batterieanordnung werden Kräfte über das in Fahrzeugquerrichtung nächste Stützelement auf die in Fahrzeugquerrichtung nächste Batterieanordnung übertragen, usw. Zuletzt werden Kräfte von einer weiteren in Fahrzeugquerrichtung außenliegenden Batterieanordnung über ein Stützelement auf das Batteriegehäuse bzw. den weiteren Längsträger übertragen.
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Durch die auf die Stützelemente einwirkenden Kräfte können die Stützelemente elastisch und/oder plastisch verformt werden, wodurch die Batterieanordnungen um ein bestimmtes Ausmaß von dem verformten Gehäuseabschnitt des Batteriegehäuses wegbewegt bzw. verlagert werden. Hierdurch wird auf der Seite der Krafteinwirkung auf das Batteriegehäuse ein größerer Raum zur Absorption von Kollisionskräften zur Verfügung gestellt. Gleichzeitig werden die Batterieanordnungen aus diesem Raum herausbewegt und so weitergehender vor einem Kontakt mit dem verformten Gehäuseabschnitt geschützt, wodurch zumindest die zu dem verformten Gehäuseabschnitt nächstliegende Batterieanordnung beschädigt werden könnte. Die Batteriemodule müssen keine starken bzw. keine robusten Modulgehäuse aufweisen. Es kann sogar vollständig auf ein herkömmliches Modulgehäuse verzichtet werden. Beides geht mit einer deutlichen Gewichts- und Kostenreduzierung einher. Im Gegensatz dazu müssen bei herkömmlich ortsfest in einem Batteriegehäuse installierten Batteriemodulen robuste bzw. massive Modulgehäuse verwendet werden, um herkömmlich auftretende hohe Lasten über die Modulgehäuse übertragen zu können. Dies ist erfindungsgemäß nicht erforderlich.
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Dass die in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordneten Batterieanordnungen in Fahrzeugquerrichtung schwimmend in dem Batteriegehäuse angeordnet sind, bedeutet, dass die Batterieanordnungen in Fahrzeugquerrichtung nicht zusätzlich durch andere Mittel, beispielsweise über Formschlüsse oder mechanische Kopplungsmittel, an dem Batteriegehäuse gesichert sind.
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Die elastisch und/oder plastisch verformbaren Stützelemente können aus metallischen oder nichtmetallischen Werkstoffen hergestellt sein. Das jeweilige Stützelement kann luftdurchlässig ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Stützelemente aus einem elektrisch isolierenden Werkstoff hergestellt. Eine elastische Verformbarkeit macht eine Wiederverwendung der Stützelemente möglich und kann einen optimalen flächigen Kontakt zwischen dem jeweiligen Stützelement und der jeweiligen Batterieanordnung sicherstellen, so dass ein Gehäuse der Batterieanordnung im Kollisionsfall nicht mit punktuell einwirkenden Lasten beaufschlagt wird. Eine plastische Verformbarkeit ermöglicht die Absorption von Kollisionskräften mittels der Stützelemente. Vorzugsweise dienen die Stützelemente dazu, die Batterieanordnungen während ihrer seitlichen Bewegung in Fahrzeugquerrichtung in einer Reihe ausgerichtet zu halten, um ein Verkanten bzw. Verdrehen einzelner Batterieanordnungen relativ zueinander während der seitlichen Bewegung zu verhindern. Zudem können die Stützelemente dazu dienen, Kollisionsenergie abzuführen, um die Batterieanordnungen im Kollisionsfall zu entlasten.
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Das Batteriegehäuse ist verformbar ausgebildet, insbesondere an seinen in Fahrzeugquerrichtung einander gegenüberliegenden Gehäuseabschnitten. Das Batteriegehäuse kann an oder zumindest teilweise in einem Fahrzeugboden des Kraftfahrzeugs fixiert werden. Um das Batteriegehäuse herum kann eine Schutzstruktur angeordnet sein, die einen plastisch verformbaren, stauchbaren Schutz für Lasten auf einem hohen Niveau bereitstellt und hierdurch Kollisionsenergie absorbieren kann. Hierdurch werden auf das Batteriegehäuse reduzierte Kräfte übertragen. Die eventuell an dem Batteriegehäuse angeordneten Längsträger ermöglichen eine Lastübertragung in Fahrzeuglängsrichtung.
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Jede Batterieanordnung weist ein Gehäuse auf, das eine höhere Festigkeit als das jeweilige Stützelement aufweist. Die Batteriezellen der jeweiligen Batterieanordnung können beispielsweise Lithium-Ionen-Batteriezellen sein.
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Die Hochvoltbatterie kann insbesondere eine Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybridelektrofahrzeugs, sein. Die Hochvoltbatterie kann mehr als zwei Batteriemodule aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Stützelement zumindest teilweise aus einem aufgeschäumten oder nicht aufgeschäumten Kunststoff gebildet. Der aufgeschäumte Kunststoff kann starr oder elastisch verformbar ausgebildet sein. Ein Stützelement aus einem aufgeschäumten Kunststoff weist ein relativ geringes Gewicht auf.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass innerhalb des Batteriegehäuses wenigstens eine Aufnahmekammer ausgebildet ist, in der in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordnete Batterieanordnungen angeordnet sind und die frontseitig und heckseitig über jeweils einen in Fahrzeugquerrichtung verlaufenden Querträger begrenzt ist, der endseitig mit dem Batteriegehäuse bzw. den Längsträgern verbunden ist, wobei die in der Aufnahmekammer angeordneten Batterieanordnungen beabstandet zu den Querträgern angeordnet sind, zwischen den Batterieanordnungen und dem jeweiligen Querträger wenigstens ein elastisch und/oder plastisch verformbares Stützelement angeordnet ist, über das die Batterieanordnungen an dem jeweiligen Querträger in Fahrzeuglängsrichtung abgestützt sind, und die Querträger eine höhere Festigkeit als die Stützelemente aufweisen. Hiernach sind die Batterieanordnungen eines Batteriemoduls in Fahrzeuglängsrichtung über die Stützelemente an den Querträgern abgestützt. Die Aufnahmekammer ist gleichzeitig die Aufnahmekammer eines Batteriemoduls. Innerhalb des Batteriegehäuses können auch mehrere derartige Aufnahmekammern mit darin angeordneten Stützelementen und Batterieanordnungen angeordnet sein. Die Querträger können als Profil oder flächig als Wandelement ausgebildet sein. Benachbart zueinander angeordnete Aufnahmekammern können über einen einzigen Querträger voneinander getrennt sein. Die einer Aufnahmekammer zugeordneten Querträger bilden gewissermaßen einen Gehäuseabschnitt eines Modulgehäuses des jeweiligen Batteriemoduls. Die Querträger können in Fahrzeugquerrichtung auftretende Kollisionskräfte absorbieren. Hierzu können die Querträger zumindest abschnittweise plastisch verformbar ausgebildet sein.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist ein mittlerer Abschnitt des jeweiligen Querträgers eine höhere Festigkeit als die Endabschnitte des Querträgers auf oder ist jeder Querträger endseitig über jeweils ein Verbindungselement mit dem Batteriegehäuse bzw. den Längsträgern verbunden, die eine geringere Festigkeit als der Querträger aufweisen. Hierdurch können die Endabschnitte bzw. die Verbindungselemente als Abschnitte zum Absorbieren von Kollisionskräften eingesetzt werden. Hingegen sind die mittleren Abschnitte der Querträger bzw. die gesamten Querträger derart steif ausgebildet, dass sie im Kollisionsfall nicht verformt werden. Dabei ist die Länge der mittleren Abschnitte der Querträger bzw. der gesamten Querträger derart bemessen, dass die Abschnitte bzw. gesamten Querträger länger ausgebildet sind als die Summe der Abmessungen der einzelnen Batterieanordnungen in Fahrzeugquerrichtung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an wenigstens einem Stützelement wenigstens ein von einem Kühlmedium durchströmbarer Kühlkanal ausgebildet. Hierzu kann an dem jeweiligen Stützelement wenigstens eine Durchbrechung bzw. Durchgangsöffnung ausgebildet sein. Mit dem Kühlmedium kann eine Temperierung bzw. Kühlung der Batterieanordnungen erfolgen. Aneinander angrenzende Stützelemente können zueinander fluchtende Kühlkanäle aufweisen, um längere Kühlleitungen auszubilden, die mit einer Kühlmediumversorgung, beispielsweise mit einem Gebläse, verbunden werden können. Das Kühlmedium kann gasförmig, insbesondere Luft, oder flüssig, insbesondere Wasser, sein.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens ein Stützelement aus einzelnen lose oder fest miteinander verbundenen Untereinheiten gebildet ist. Ersteres ermöglicht einen modularen Aufbau des jeweiligen Stützelements, wodurch dieses auf einfache Art und Weise an verschiedene Bauräume angepasst werden kann. Es müssen für verschiedene Ausgestaltungen von Hochvoltbatterien also nicht verschiedene Stützelemente hergestellt und gelagert werden, was Herstellungskosten senkt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Hochvoltanschlüsse der Batterieanordnungen derart ausgebildet, dass miteinander verbundene Hochvoltanschlüsse von in Fahrzeugquerrichtung nebeneinander angeordneten Batterieanordnungen und/oder mit wenigstens einer weiteren Batteriekomponente verbundene Hochvoltanschlüsse der Batterieanordnungen bei einer Verlagerung der Batterieanordnungen in Fahrzeugquerrichtung automatisch voneinander bzw. von der weiteren Batteriekomponente getrennt werden, wobei jede Batterieanordnung wenigstens eine Sicherungseinheit aufweist, die eingerichtet ist, einen Hochvoltanschluss der Batterieanordnung nach dessen Trennung von einem Hochvoltanschluss einer weiteren Batterieanordnung bzw. von der weiteren Batteriekomponente automatisch in ein Gehäuse der Batterieanordnung hinein zu verlagern. Durch das elektrische Trennen der Batterieanordnungen voneinander und von anderen elektrisch leitfähigen Batteriekomponenten und die geschützte Anordnung der Hochvoltanschlüsse innerhalb der Gehäuse der Batterieanordnungen können die Hochvoltanschlüsse nicht in einen Kontakt miteinander und mit einem anderen Bauteil der Hochvoltbatterie und des Kraftfahrzeugs gelangen. Hierdurch kann zuverlässig verhindert werden, dass während oder nach einer Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Objekt ein Hochspannungskurzschluss erzeugt wird oder ein Starkstrom durch ein elektrisch leitfähiges Bauteil des Kraftfahrzeugs fließt.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie in einem Kollisionszustand,
- 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Kollisionszustands der in 1 gezeigten Hochvoltbatterie,
- 3A eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie in einem Normalzustand,
- 3B eine schematische Darstellung des in 3A gezeigten Batteriemoduls in einem Kollisionszustand,
- 4A eine schematische Seitenansicht einer Untereinheit eines Stützelements eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie und
- 4B eine schematische Vorderansicht der in 4A gezeigten Untereinheit.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie 1 für ein nicht gezeigtes elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug in einem Kollisionszustand.
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Die Hochvoltbatterie 1 weist ein verformbares Batteriegehäuse 2 auf, dessen in 1 links gezeigter Frontbereich verjüngt ausgebildet ist. Des Weiteren weist die Hochvoltbatterie 1 vier in dem Batteriegehäuse 2 angeordnete Batteriemodule 3 und 4 auf. Das Batteriemodul 3 weist zwei miteinander kombinierte Batterieanordnungen 5 auf und jedes Batteriemodul 4 weist drei Batterieanordnungen 5 auf. Jede Batterieanordnung 5 weist miteinander kombinierte, nicht gezeigte Batteriezellen auf.
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Die Batterieanordnungen 5 jedes Batteriemoduls 3 bzw. 4 sind in Fahrzeugquerrichtung Y nebeneinander sowie beabstandet zueinander und zu dem Batteriegehäuse 2 angeordnet. Die in Fahrzeugquerrichtung Y nebeneinander angeordneten Batterieanordnungen 5 jeder Batterieanordnung 3 bzw. 4 sind in Fahrzeugquerrichtung Y schwimmend in dem Batteriegehäuse 2 angeordnet.
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Zwischen paarweise in Fahrzeugquerrichtung Y nebeneinander angeordneten Batterieanordnungen 5 und zwischen in Fahrzeugquerrichtung Y außenliegenden Batterieanordnungen 5 und entweder dem Batteriegehäuse 2 oder an dem Batteriegehäuse 2 angeordneten, nicht gezeigten Längsträgern ist jeweils ein elastisch und/oder plastisch verformbares Stützelement 6 angeordnet, über die die Batterieanordnungen 5 in Fahrzeugquerrichtung Y unmittelbar aneinander bzw. unmittelbar an dem Batteriegehäuse 2 bzw. an den Längsträgern abgestützt sind. Jedes Stützelement 6 kann zumindest teilweise aus einem aufgeschäumten oder nicht aufgeschäumten Kunststoff gebildet sein. An wenigstens einem Stützelement 6 kann wenigstens ein von einem Kühlmedium durchströmbarer, nicht gezeigter Kühlkanal ausgebildet sein. Wenigstens ein Stützelement 6 kann aus einzelnen lose oder fest miteinander verbundenen, nicht gezeigten Untereinheiten gebildet sein.
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Innerhalb des Batteriegehäuses 2 sind vier Aufnahmekammern 7 und 8 ausgebildet, in denen jeweils in Fahrzeugquerrichtung Y nebeneinander angeordnete Batterieanordnungen 5 angeordnet sind. Die Aufnahmekammern 8 sind frontseitig und heckseitig über jeweils einen in Fahrzeugquerrichtung Y verlaufenden Querträger 9 begrenzt, der endseitig mit dem Batteriegehäuse 2 bzw. den nicht gezeigten Längsträgern verbunden ist. Die in der jeweiligen Aufnahmekammer 7 bzw. 8 angeordneten Batterieanordnungen 5 sind beabstandet zu den Querträgern 9 angeordnet. Zwischen den Batterieanordnungen 5 und dem jeweiligen Querträger 9 ist wenigstens ein elastisch und/oder plastisch verformbares Stützelement 10 angeordnet, über das die Batterieanordnungen 5 an dem jeweiligen Querträger 9 in Fahrzeuglängsrichtung X abgestützt sind.
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Die Querträger 9 weisen eine höhere Festigkeit als die Stützelemente 10 auf. Ein mittlerer Abschnitt des jeweiligen Querträgers 9 kann eine höhere Festigkeit als Endabschnitte des Querträgers 9 aufweisen. Alternativ kann jeder Querträger 9 endseitig über jeweils ein nicht gezeigtes Verbindungselement mit dem Batteriegehäuse 2 bzw. den Längsträgern verbunden sein, das eine geringere Festigkeit als der Querträger 9 aufweist.
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Nicht gezeigte Hochvoltanschlüsse der Batterieanordnungen 5 können derart ausgebildet sein, dass miteinander verbundene Hochvoltanschlüsse von in Fahrzeugquerrichtung Y nebeneinander und in einer gemeinsamen Aufnahmekammer 3 bzw. 4 angeordneten Batterieanordnungen 5 und/oder mit wenigstens einer weiteren nicht gezeigten Batteriekomponente verbundene Hochvoltanschlüsse der Batterieanordnungen 5 bei einer Verlagerung der Batterieanordnungen 5 in Fahrzeugquerrichtung Y automatisch voneinander bzw. von der weiteren Batteriekomponente getrennt werden.
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Jede Batterieanordnung 5 kann wenigstens eine nicht gezeigte Sicherungseinheit aufweisen, die eingerichtet ist, einen Hochvoltanschluss der Batterieanordnung 5 nach dessen Trennung von einem Hochvoltanschluss einer weiteren Batterieanordnung 5 bzw. von der weiteren Batteriekomponente automatisch in ein Gehäuse 11 der Batterieanordnung 5 hinein zu verlagern.
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In dem in 1 gezeigten Kollisionszustand ist ein Objekt 12 entsprechend dem Pfeil 13 seitlich in die Hochvoltbatterie 1 eingedrungen. Hierbei ist das Batteriegehäuse 2 seitlich verformt worden. Dabei wurden die Batterieanordnungen 5 des mittleren Batteriemoduls 4 zusammen mit den dazwischen und zwischen den außenliegenden Batterieanordnungen 5 und dem Batteriegehäuse 2 bzw. dem Längsträger angeordneten Stützelementen 6 in Fahrzeugquerrichtung Y verlagert, wobei die Stützelemente 6 zudem elastisch und/oder plastisch verformt worden sind. Hierdurch kann sich das Batteriegehäuse 2 wie in 1 gezeigt verformen, ohne dass es zu einer Beschädigung der Batterieanordnungen 5 kommt.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Kollisionszustands der in 1 gezeigten Hochvoltbatterie 1. Im Vergleich zu 1 ist ein größeres Objekt 12 in die Hochvoltbatterie 1 eingedrungen, wodurch die Batterieanordnungen 5 des mittleren Batteriemoduls 4 und des frontseitig davor angeordneten Batteriemoduls 4 zusammen mit den jeweils dazwischen und zwischen den außenliegenden Batterieanordnungen 5 und dem Batteriegehäuse 2 bzw. dem nicht gezeigten Längsträger angeordneten Stützelementen 6 in Fahrzeugquerrichtung Y verlagert worden sind, wobei die Stützelemente 6 zudem elastisch und/oder plastisch verformt worden sind.
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3A zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriemoduls 4 eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Hochvoltbatterie 14 in einem Normalzustand. Im Übrigen kann die Hochvoltbatterie 14 gemäß dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein.
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Die nicht näher dargestellten Stützelemente sind bei der Hochvoltbatterie 14 jeweils aus einzelnen lose miteinander verbundenen Untereinheiten 15 gebildet. Insbesondere ist der Raum zwischen den Batterieanordnungen 5 einerseits und den Querträgern 9 und dem nicht gezeigten Batteriegehäuse bzw. den daran angeordneten, nicht gezeigten Längsträgern andererseits gleichmäßig mit den Untereinheiten 15 aufgefüllt. Die in den 1 und 2 gezeigten Stützelemente können entsprechend gebildet werden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die obige Beschreibung zu den 1 und 2 verwiesen.
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3B zeigt eine schematische Darstellung des in 3A gezeigten Batteriemoduls 4 in einem Kollisionszustand. Die Untereinheiten 15 zwischen den Batterieanordnungen 5 und zwischen den außenliegenden Batterieanordnungen 5 und dem nicht gezeigten Batteriegehäuse bzw. den an dem Batteriegehäuse angeordneten, nicht gezeigten Längsträgern sind elastisch und/oder plastisch verformt worden, wodurch die Batterieanordnungen 5 in Fahrzeugquerrichtung Y verlagert worden sind. Hierdurch ist ein zusätzlicher Raum 16 freigegeben worden, in den das Batteriegehäuse bzw. die Längsträger hinein verformt werden können, um Kollisionsenergie zu absorbieren, ohne dass die Batterieanordnungen 5 beschädigt werden.
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4A zeigt eine schematische Seitenansicht einer Untereinheit 17 eines nicht gezeigten Stützelements eines weiteren Ausführungsbeispiels für eine nicht gezeigte erfindungsgemäße Hochvoltbatterie. Die Hochvoltbatterie kann entsprechend dem in den 3A und 3B gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher auf die obige Beschreibung zu den 3A und 3B verwiesen. Die Untereinheit 17 weist frontseitig und heckseitig jeweils zwei Aussparungen 18 auf, durch die in 4B gezeigte Kühlkanalabschnitte verlaufen.
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4B zeigt eine schematische Vorderansicht der in 4A gezeigten Untereinheit 17. Es sind die Kühlkanalabschnitte 19 der Untereinheit 17 gezeigt, die zur Ausbildung eines nicht gezeigten Kühlkanals dienen, durch den ein Kühlmedium zum Kühlen der nicht gezeigten Batterieanordnungen hindurchströmen kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hochvoltbatterie
- 2
- Batteriegehäuse
- 3
- Batteriemodul
- 4
- Batteriemodul
- 5
- Batterieanordnung
- 6
- Stützelement
- 7
- Aufnahmekammer
- 8
- Aufnahmekammer
- 9
- Querträger
- 10
- Stützelement
- 11
- Gehäuse von 5
- 12
- Objekt
- 13
- Pfeil (Eindringrichtung)
- 14
- Hochvoltbatterie
- 15
- Untereinheit von 6, 10
- 16
- Raum
- 17
- Untereinheit
- 18
- Aussparung an 17
- 19
- Kühlkanalabschnitt von 17
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009040598 A1 [0005]
- US 2012/0261206 A1 [0006]
- US 9412984 B2 [0007]
